0.0 wt %。细颗粒催化剂重量含量0.5~ 5%，粗颗粒催化剂重量含量0.1~30%。细颗粒与物料一同加入反应器内，处于均匀悬浮和 连续进料/排料状态，细颗粒催化剂具有流动性好、比表面高的特点，除催化加氢作用外，还 用于吸附反应生成的焦炭原料中的金属和其它杂质，将其排出反应器。而粗颗粒催化剂则 处于完全悬浮状态并长期滞留在反应器内部而不跑损，长期使用后部分失活的粗颗粒催化 剂将通过反应器底部的二级喷嘴反向抽吸定期排出置换。反应器采用的操作条件为:液相 体积空速0.3~1. Oh-1，氢油比500~1500。
[0036] 本双固相悬浮床反应器包括壳体4、锥形底9、导流筒10和喷嘴5;导流筒10置于壳 体4内部，锥形底9置于壳体4底部，喷嘴5为三套管结构并位于锥形底9底部;分液漏斗2位于 导流筒正上方;在壳体顶部为气体出口 1和液体出口 3。
[0037]按照反应器内的不同流动状态又可以把反应器从上到下分为气液分离区、沉降 区、内循环区以及射流区。
[0038] 射流区由二级喷嘴5和锥形底9组成。喷嘴5包括松动气出口孔11，驱动气出口 12， 喷嘴液体出口 13，其中松动气出口孔11贴近锥形底9底部，同时松动气出口孔11的外法线方 向与锥形底9母线夹角为0-30° ;驱动气出口 12和喷嘴液体出口 13位于同一水平面上，距离 锥形底9底部高度为所述锥形底高度的30%-50%，同时驱动气出口 12射流方向与反应器中 轴线夹角为10-35°，驱动气出口 12和喷嘴液体出口 13的面积之比为0.3-3，驱动气出口 12和 松动气出口孔11的面积之比为0.5-2。锥形底9的锥角角度为50° -70°，锥形底9开口与壳体4 相连，锥形底9可以避免底部沉积，有效的减少反应器的流动死区。
[0039]内循环区设有导流筒10。导流筒10的两端开口安装在壳体4内部，导流筒10底部位 于喷嘴5的正上方，根据操作要求可以调节导流筒10底部到喷嘴液体出口 13的距离，导流筒 10的尺寸根据壳体4的尺寸而定，导流筒10的高度与壳体4高度之比为0.5-0.8，导流筒10直 径与壳体4直径之比为0.5-0.7。
[0040] 气液分离区位于反应器顶部。在反应器壳体4顶部设置气体出口 1和液体出口 3,两 者的共同作用下壳体4顶部附近会形成高度基本固定的液位，气液固物料到达液位后，气体 会从液体中分离并上行到气体出口 1离开反应器，分离气体后的液体进入分液漏斗2然后从 液体出口 3尚开反应器。
[0041] 下面简单介绍本双固相悬浮床反应器工作原理，在操作中，气相来自外部的压缩 机，其中松动气通过松动气入口 6再通过松动气出口孔11喷射进入反应器，驱动气通过驱动 气入口8再通过驱动气出口 12喷射进入反应器，细颗粒催化剂(重量含量0.5~5% )和液相 配制成一定比例，经过离心栗一起通过液体入口 6再通过喷嘴液体出口 10喷射进入反应器。
[0042] 驱动气出口 12高于锥形底9的底部，操作时可以有效抑制高速喷射时气体对锥形 底壁面的附壁作用，同时调整驱动气出口 12的喷射角度可以使绝大部分气相首先进入到导 流筒10内部，即使在高压环境中也可以在导流筒10内部产生较大的气含率;松动气出口孔 11贴近锥形底底部，保持一定的喷射气量，可以有效的避免固体颗粒在锥形底底部的沉积， 减少流动的死区。
[0043] 初始时刻反应器中装填了粗颗粒催化剂(重量含量0.1~30% )，松动气出口孔11， 驱动气出口 12,喷嘴液体出口 13的二级喷射作用可以在射流区快速带动两种催化剂颗粒浮 升。
[0044] 由于气相喷射造成的密度差，导流筒10和降液管组成的环流区内会形成物料的快 速循环流动，细颗粒催化剂很容易均匀悬浮，而较重的粗颗粒催化剂在循环流动和射流的 带动下同样可以实现均匀的悬浮，最终在环流区内实现了良好的固相悬浮和物料混合。
[0045] 物料快速上升通过导流筒10,在导流筒10上方的沉降区分流，部分气液固流体下 行回到环流区参与循环，部分气液固流体上行到气液分离区，分离后的清液(含细颗粒催化 剂)进入分液漏斗2,再经过液体出口 3排出反应器，气体从塔顶气体出口 1离开反应器;需要 指出的是，较重的粗颗粒催化剂在到达沉降区后几乎全部沉降，长期持留在反应器内。
[0046] 在本发明中，加氢反应条件没有特别限定，可以按照如下操作条件:反应温度400-490°C，反应压力15-2IMPa，液相体积空速0.3~1.Oh-1，氢油比500~1500。细颗粒粒径为： 0.1~l〇Mi，粗颗粒粒径为200~2000wii。
[0047] 以下结合实施例对本发明的双固相悬浮床反应器的特性作进一步说明：
[0048] 实施例
[0049] 参考图1，进行双固相悬浮床反应器的冷模实验，实验中选用壳体内径1.21m，壳体 高12m，锥形底锥角60°，锥形底高度1.05m，喷嘴液体出口和松动气出口位于同一水平面上 并位于驱动气出口正上方0.35m，导流筒底部距离喷嘴液体出口正上方0.7m，与壳体同心设 置，导流筒直径0.8m，导流筒长度8.4m，气液物料喷射进料。
[0050] 操作条件:见表-1
[0051] 实验与计算得出了关于细颗粒催化剂以及粗颗粒催化剂流化情况的数据见表-2。
[0052] 表-1
[0056] 本双固相悬浮床反应器中的循环液速为12cm/s，大于粗颗粒催化剂的沉降速度 7.23cm/s以及细颗粒催化剂的沉降速度O.lOcm/s，即是说，在导流筒区域内，两种催化剂颗 粒都能得到充分的悬浮和循环。同时，在导流筒上方由于流道扩大并且远离循环区域，气液 相的表观速度均迅速下降，大致等于以塔截面积计算的表观速度，此时粗颗粒加氢催化剂 颗粒临界流化气速为7.9cm/s，大于操作气速2.8cm/s，因此粗颗粒催化剂在离开内循环区 域后难以保持悬浮状态，会自由沉降到内循环区，不会被液相带出，而细颗粒催化剂的临界 流化气速为〇. 29cm/s，仍然小于操作气速，故细颗粒催化剂在床内处于均匀悬浮状态并跟 随液相出料带离反应器。
[0057] 因此，通过适当的反应构型设计和操作条件的选取，可以实现在操作条件下细颗 粒催化剂被带出而粗颗粒催化剂不被带出，并且保证物料的充分混合和固体的悬浮。
【主权项】
1. 一种用于重油加氢裂化的双固相悬浮床反应器，其特征在于，包括壳体(4)、锥形底 (9)、导流筒（10)和喷嘴(5)，所述壳体顶部(4)设有物料出口，锥形底(9)设在壳体(4)底部， 导流筒(1 〇)同轴设置在壳体(4)内且两端开口，喷嘴(5)设置在锥形底(9)底部； 所述的喷嘴(5)具有松动气出口孔(11 )、驱动气出口（12)和液体出口（13)，且松动气出 口孔（11)贴近锥形底(9)底部，驱动气出口（12)和液体出口（13)高出所述的松动气出口孔 (11)〇2. 如权利要求1所述的双固相悬浮床反应器，其特征在于，所述的喷嘴（5)为三套管结 构，中心为所述的液体出口（13)，外环为所述的松动气出口孔（11)，内环为所述的驱动气出 口（12)〇3. 如权利要求1所述的双固相悬浮床反应器，其特征在于，所述松动气出口孔（11)的外 法线方向与锥形底(9)母线夹角为0-30° ;驱动气出口（12)和液体出口（13)位于同一水平面 上，距离锥形底(9)底部高度为所述锥形底高度的30%-50%。4. 如权利要求3所述的双固相悬浮床反应器，其特征在于，所述驱动气出口（12)射流方 向与锥形底(9)中轴线夹角为10-35°，驱动气出口（12)和液体出口（13)的面积之比为0.3-3，驱动气出口（ 12)和松动气出口孔(11)的面积之比为0.5-2。5. 如权利要求1所述的双固相悬浮床反应器，其特征在于，所述的物料出口包括气体出 口（1)和液体出口（3)，所述导流筒（10)的正上方设有开口朝上的分液漏斗（2)，分液漏斗 (2)的底部与壳体侧面的液体出口（3)相连。6. 如权利要求1所述的双固相悬浮床反应器，其特征在于，所述锥形底(9)锥角为50°-70°，锥形底(9)高度为壳体(4)高度的8%-10%。7. 如权利要求1所述的双固相悬浮床反应器，其特征在于，所述导流筒（10)的高度与壳 体(4)高度之比为0.5-0.8,导流筒(10)直径与壳体(4)直径之比为0.5-0.8。8. -种双固相悬浮床反应器在重油加氢裂化工艺中的应用，其特征在于，采用如权利 要求1-7任一项所述的双固相悬浮床反应器进行重油加氢裂化，并在所述壳体内装填粗颗 粒催化剂，所述粗颗粒催化剂的粒径为200~2000μπι; 所述喷嘴将细颗粒催化剂与物料一同加入反应器内，所述细颗粒催化剂的粒径为〇. 1 ~ΙΟμπ?ο9. 如权利要求8所述的双固相悬浮床反应器在重油加氢裂化工艺中的应用，其特征在 于，所述粗颗粒催化剂为钼基催化剂，且钼含量不小于5 . Owt % ;所述细颗粒催化剂为铁基 催化剂，其中铁含量不小于5. Owt%。10. 如权利要求9所述的双固相悬浮床反应器在重油加氢裂化工艺中的应用，其特征在 于，所述双固相悬浮床反应器采用的操作条件为:液相体积空速〇. 3~1.01Γ1，氢油比500~ 1500，细颗粒催化剂重量含量0.5~5 %，粗颗粒催化剂重量含量0.1~30 %。
【专利摘要】本发明公开一种用于重油加氢裂化的双固相悬浮床反应器，包括壳体、锥形底、导流筒和喷嘴，壳体顶部设有物料出口，锥形底设在壳体底部，导流筒同轴设置在壳体内且两端开口，喷嘴设置在锥形底底部；的喷嘴具有松动气出口孔、驱动气出口和液体出口，且松动气出口孔贴近锥形底底部，驱动气出口和液体出口高出所述的松动气出口孔。本发明还公开双固相悬浮床反应器在重油加氢裂化工艺中的应用。本发明的反应器，同时使用两种不同粒径的催化剂，低活性的微米级细颗粒催化剂起到吸焦、吸金属的作用，并在操作中随液相物料一起排出；高活性的百微米级粗颗粒催化剂，在反应中始终保持高活性，并长期滞留在反应器中参与反应，提高了催化剂的使用效率。
【IPC分类】C10G47/26, B01J8/18
【公开号】CN105727845
【申请号】CN201610076492
【发明人】李希, 卢浩然, 高用祥, 成有为, 王丽军
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年2月3日